'피젯스피너' 닮은 진단기 "1시간내 세균감염 판별"
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작성자 감래채
작성일20-05-19 03:02
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일반 피젯 스피너 장난감(좌) 과 진단용 스피너(우). 한손으로 중앙를 잡고 다른 손으로 스피너의 날개를 회전시켜 작동한다.
[아시아경제 황준호 기자] 손가락으로 피젯스피너를 돌리듯이 몇 바퀴 돌리면 2시간 이내에 세균성 감염 질환의 감염과 내성 여부까지 알 수 있는 진단 기기가 개발됐다. 개당 600원으로 비용까지 저렴해 개발도상국의 세균성 감염 질환 확대를 예방하고 항생제 오남용을 막는데 기여할 것으로 예상된다. 기초과학연구원은 18일 조윤경 첨단연성물질 연구단 그룹 리더의 연구팀의 연구 결과에 대해 이같이 밝혔다.
기존의 세균 검출 과정(위)과 진단용 스피너(아래)
연구팀은 장난감인 '피젯 스피너'를 닮은 수동 세균성 감염 질환 진단 기구를 개발했다. 피젯 스피너는 적은 힘으로도 오랫동안 회전하는 장난감이다. 연구진은 이에 착안해 손으로 돌리는 미세유체칩을 구현했다.
연구진은 회전으로 병원균을 농축한 다음, 세균 분석과 항생제 내성 테스트를 순차적으로 수행하도록 기구를 설계했다. 진단용 스피너에 소변 1 ml를 넣고 1~2회 돌리면 필터 위에 병원균이 100배 이상 농축된다. 이 필터 위에 시약을 넣고 기다리면 살아있는 세균의 농도를 색깔에 따라 육안으로도 판별할 수 있고, 추가로 세균의 종류도 알아낼 수 있다.
세균 검출 후에는 세균이 항생제에 내성을 가졌는지도 확인할 수 있다. 같은 진단용 스피너에 항생제와 섞은 소변을 넣고 농축시킨 뒤, 세균이 살아있는지 여부를 시약 반응으로 확인한다. 이 과정은 농축에 5분, 반응에 각각 45분이 걸려 2시간 내에 감염과 내성 여부를 모두 진단할 수 있다.
연구진은 인도 티루치라팔리 시립 병원에서 자원자 39명을 대상으로 병원의 배양 검사와 진단 스피너 검사를 각각 진행해 세균성 질환을 진단했다. 이 결과 병원에서 배양이 되지 않았던 세균까지 검출에 성공했다.
환자 샘플로부터 중앙연구소에서 세균 배양을 통해 검사한 결과와 진단용 스피너를 이용한 세균 검출 결과다. 진단용 스피너 진단 결과가 표준 배양 검사와 일치할 뿐 아니라, 배양이 되지 않았던 세균까지 검출에 성공했다.
세균성 감염질환은 복통, 유산, 뇌졸중 등 다양한 증상으로 나타난다. 감염성 질환 진단은 보통 하루 이상 걸리는 배양 검사가 필요하다. 개발도상국이나 후진국의 경우 검사에만 최대 일주일 정도가 소요기도 한다. 이에 따라 작은 의원 같은 곳에서는 증상만으로 항생제를 처방한다. 하지만 맞지 않는 항생제를 사용하면 세균이 항생제에 내성을 가지면서 점점 더 높은 단계의 항생제가 필요해진다. 1단계 항생제는 500원에 불과하지만 4단계 항생제는 100만원에 달한다.
연구를 이끈 조윤경 그룹리더는 "항생제 내성검사는 고난도인데다 현대적인 실험실에서만 가능했는데, 이번 연구로 빠르고 정확한 세균 검출이 가능해져 오지에서 의료 수준을 증진시킬 수 있을 것"이라고 밝혔다. 공동 제1저자인 아이작 마이클 연구위원은 "진단용 스피너는 개당 600원으로 매우 저렴하고 비전문가도 사용할 수 있다"고 덧붙였다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 19일 실렸다.
황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr
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일반 피젯 스피너 장난감(좌) 과 진단용 스피너(우). 한손으로 중앙를 잡고 다른 손으로 스피너의 날개를 회전시켜 작동한다.[아시아경제 황준호 기자] 손가락으로 피젯스피너를 돌리듯이 몇 바퀴 돌리면 2시간 이내에 세균성 감염 질환의 감염과 내성 여부까지 알 수 있는 진단 기기가 개발됐다. 개당 600원으로 비용까지 저렴해 개발도상국의 세균성 감염 질환 확대를 예방하고 항생제 오남용을 막는데 기여할 것으로 예상된다. 기초과학연구원은 18일 조윤경 첨단연성물질 연구단 그룹 리더의 연구팀의 연구 결과에 대해 이같이 밝혔다.
1~2회 돌리면 2시간 내 세균성 질환 감염과 내성 여부까지 확인
기존의 세균 검출 과정(위)과 진단용 스피너(아래)연구팀은 장난감인 '피젯 스피너'를 닮은 수동 세균성 감염 질환 진단 기구를 개발했다. 피젯 스피너는 적은 힘으로도 오랫동안 회전하는 장난감이다. 연구진은 이에 착안해 손으로 돌리는 미세유체칩을 구현했다.
연구진은 회전으로 병원균을 농축한 다음, 세균 분석과 항생제 내성 테스트를 순차적으로 수행하도록 기구를 설계했다. 진단용 스피너에 소변 1 ml를 넣고 1~2회 돌리면 필터 위에 병원균이 100배 이상 농축된다. 이 필터 위에 시약을 넣고 기다리면 살아있는 세균의 농도를 색깔에 따라 육안으로도 판별할 수 있고, 추가로 세균의 종류도 알아낼 수 있다.
세균 검출 후에는 세균이 항생제에 내성을 가졌는지도 확인할 수 있다. 같은 진단용 스피너에 항생제와 섞은 소변을 넣고 농축시킨 뒤, 세균이 살아있는지 여부를 시약 반응으로 확인한다. 이 과정은 농축에 5분, 반응에 각각 45분이 걸려 2시간 내에 감염과 내성 여부를 모두 진단할 수 있다.
연구진은 인도 티루치라팔리 시립 병원에서 자원자 39명을 대상으로 병원의 배양 검사와 진단 스피너 검사를 각각 진행해 세균성 질환을 진단했다. 이 결과 병원에서 배양이 되지 않았던 세균까지 검출에 성공했다.
개발도상국의 항생제 오남용 막는다
환자 샘플로부터 중앙연구소에서 세균 배양을 통해 검사한 결과와 진단용 스피너를 이용한 세균 검출 결과다. 진단용 스피너 진단 결과가 표준 배양 검사와 일치할 뿐 아니라, 배양이 되지 않았던 세균까지 검출에 성공했다.세균성 감염질환은 복통, 유산, 뇌졸중 등 다양한 증상으로 나타난다. 감염성 질환 진단은 보통 하루 이상 걸리는 배양 검사가 필요하다. 개발도상국이나 후진국의 경우 검사에만 최대 일주일 정도가 소요기도 한다. 이에 따라 작은 의원 같은 곳에서는 증상만으로 항생제를 처방한다. 하지만 맞지 않는 항생제를 사용하면 세균이 항생제에 내성을 가지면서 점점 더 높은 단계의 항생제가 필요해진다. 1단계 항생제는 500원에 불과하지만 4단계 항생제는 100만원에 달한다.
연구를 이끈 조윤경 그룹리더는 "항생제 내성검사는 고난도인데다 현대적인 실험실에서만 가능했는데, 이번 연구로 빠르고 정확한 세균 검출이 가능해져 오지에서 의료 수준을 증진시킬 수 있을 것"이라고 밝혔다. 공동 제1저자인 아이작 마이클 연구위원은 "진단용 스피너는 개당 600원으로 매우 저렴하고 비전문가도 사용할 수 있다"고 덧붙였다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 19일 실렸다.
황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr
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[서울=뉴시스]녹유(錄喩)의 '오늘의 운세' 2020년 5월19일 화요일 (음력 4월 27일 임술, 발명의 날)
녹유 02-734-3415, 010-9133-4346
▶쥐띠
48년생 근심이었던 얼굴 환하게 변해간다. 60년생 안심은 이르다 돌다리도 두드리자. 72년생 던져진 주사위 믿음을 더해보자. 84년생 안도감과 기쁨 구름을 밟아보자. 96년생 아픈 기억들이 단단함을 더해준다.
▶소띠
49년생 거짓이 숨어있다 옥석을 구분하자. 61년생 생일상 받은 아이 기분이 들떠간다. 73년생 특별한 추억이 하나쯤 더해진다. 85년생 신선이 된듯한 편안함을 누려보자. 97년생 자신 있는 대답 점수를 크게 한다.
▶범띠
50년생 찬성도 반대도 귀에 담아야 한다. 62년생 빛나지 않는 수고 모양만 빠져간다. 74년생 대답 없는 메아리 이별을 서두르자. 86년생 모두가 하나 되는 기쁨을 볼 수 있다. 98년생 멈추지 않는 꿈 열정을 다시 하자.
▶토끼띠
51년생 재미없던 일상에 변화가 생겨난다. 63년생 아끼지 않는 통 큰 인심을 보여주자. 75년생 방심하지 않은 결실을 볼 수 있다. 87년생 한숨부터 나오는 감투를 쓸 수 있다. 99년생 꾸준히 했던 공부 빛을 발해준다.
▶용띠
52년생 힘들고 어려울 때 도움을 건네주자. 64년생 약이 되는 실패 웃음으로 이겨내자. 76년생 숨어서 하는 말 화살이 되어 온다. 88년생 책에서 볼 수 없다 몸으로 익혀가자. 00년생 배우려는 욕심 기회를 잡아낸다.
▶뱀띠
41년생 젊음이 다시 오는 소풍에 나서보자. 53년생 고민이 끝난 일에 시작을 서두르자. 65년생 시간을 돌리고 싶은 아쉬움이 온다. 77년생 싱겁지 않은 강인함을 보여주자. 89년생 아름다운 유혹에 가시가 숨어있다.
▶말띠
42년생 사서했던 고생에 보상을 받아낸다. 54년생 언제라도 반가운 소식을 들어보자. 66년생 빈 손 수고에도 책임을 다해주자. 78년생 해가 넘어가야 고민에서 해방된다. 90년생 동화 속 예쁜 인연 사랑이 시작된다.
▶양띠
43년생 좋은 꿈 꾼 듯 행운을 잡아낸다. 55년생 헛헛함 위로하는 재미에 빠져보자. 67년생 기쁨이 배가 되는 성공을 볼 수 있다. 79년생 땀 흘려 얻은 것을 자랑할 수 있다. 91년생 오도 가도 못 한다. 욕심을 잠재우자.
▶원숭이띠
44년생 설렘 가득 소풍 걸음을 재촉해보자. 56년생 밝은 눈을 가져야 진짜를 볼 수 있다. 68년생 오랜 노력의 결실 세상에 알려진다. 80년생 잘한다. 칭찬에 어깨가 들썩인다. 92년생 더 없이 좋은 날에 기대를 키워보자.
▶닭띠
45년생 오십보백보 가진 것에 만족하자. 57년생 노래 빠지지 않는 경사를 볼 수 있다. 69년생 부지런한 일꾼 경쟁에서 앞서간다. 81년생 작은 약속에 소중함을 알아보자. 93년생 급하지 않은 여유 시간을 더해보자.
▶개띠
46년생 친구 없었던 외로움 위로를 받아보자. 58년생 좋고 나쁜 것에 분명함을 가져보자. 70년생 애쓴 보람 없이 쓴 웃음이 남겨진다. 82년생 파란 마음으로 이해를 더해보자. 94년생 이랬단 저랬다 기분이 변해간다.
▶돼지띠
47년생 고향을 떠난 듯 서러움이 밀려온다. 59년생 오라는 곳 많아도 늦장을 피워보자. 74년생 싫다 거절로 자존심을 지켜내자. 83년생 기다림에 대한 선물을 받아낸다. 95년생 시켜서가 아닌 궂은일에 앞장서자.
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▶쥐띠
48년생 근심이었던 얼굴 환하게 변해간다. 60년생 안심은 이르다 돌다리도 두드리자. 72년생 던져진 주사위 믿음을 더해보자. 84년생 안도감과 기쁨 구름을 밟아보자. 96년생 아픈 기억들이 단단함을 더해준다.
▶소띠
49년생 거짓이 숨어있다 옥석을 구분하자. 61년생 생일상 받은 아이 기분이 들떠간다. 73년생 특별한 추억이 하나쯤 더해진다. 85년생 신선이 된듯한 편안함을 누려보자. 97년생 자신 있는 대답 점수를 크게 한다.
▶범띠
50년생 찬성도 반대도 귀에 담아야 한다. 62년생 빛나지 않는 수고 모양만 빠져간다. 74년생 대답 없는 메아리 이별을 서두르자. 86년생 모두가 하나 되는 기쁨을 볼 수 있다. 98년생 멈추지 않는 꿈 열정을 다시 하자.
▶토끼띠
51년생 재미없던 일상에 변화가 생겨난다. 63년생 아끼지 않는 통 큰 인심을 보여주자. 75년생 방심하지 않은 결실을 볼 수 있다. 87년생 한숨부터 나오는 감투를 쓸 수 있다. 99년생 꾸준히 했던 공부 빛을 발해준다.
▶용띠
52년생 힘들고 어려울 때 도움을 건네주자. 64년생 약이 되는 실패 웃음으로 이겨내자. 76년생 숨어서 하는 말 화살이 되어 온다. 88년생 책에서 볼 수 없다 몸으로 익혀가자. 00년생 배우려는 욕심 기회를 잡아낸다.
▶뱀띠
41년생 젊음이 다시 오는 소풍에 나서보자. 53년생 고민이 끝난 일에 시작을 서두르자. 65년생 시간을 돌리고 싶은 아쉬움이 온다. 77년생 싱겁지 않은 강인함을 보여주자. 89년생 아름다운 유혹에 가시가 숨어있다.
▶말띠
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▶개띠
46년생 친구 없었던 외로움 위로를 받아보자. 58년생 좋고 나쁜 것에 분명함을 가져보자. 70년생 애쓴 보람 없이 쓴 웃음이 남겨진다. 82년생 파란 마음으로 이해를 더해보자. 94년생 이랬단 저랬다 기분이 변해간다.
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47년생 고향을 떠난 듯 서러움이 밀려온다. 59년생 오라는 곳 많아도 늦장을 피워보자. 74년생 싫다 거절로 자존심을 지켜내자. 83년생 기다림에 대한 선물을 받아낸다. 95년생 시켜서가 아닌 궂은일에 앞장서자.
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